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第一讲1/8一、电功1.电功的概念电流通过用电器所做的功叫做电功．事实上，电流通过一段电路时，自由电荷在电场力的作用下发生了定向移动，是电场力对自由电荷做了功，通常说成电流做的功．根据能量转化守恒定律，电能也可以转化为其他形式的能，具体情况是电流通过各种不同的导体，导体会产生不同的效应．如：热效应、磁效应、化学效应，在这些过程中，电能多数会转化为内能、磁场能、化学能，电能的这些转化是通过电场力做功而实现的．理论和实践证明，电流做多少功，就是多少电能转化为其他形式的能．若用电器是“纯电阻型”的，如电炉、电热器、白炽灯等，电能就全部转化为内能，由电炉丝、灯丝及导线释放出来；若是“非纯电阻型”的用电器，如电动机、蓄电池、电解槽等，电能就分别转化为机械能、化学能等，只有一小部分转化为内能，由导体释放出来．2.电功的计算对于一般情况下，电功的计算式为WUIt；从式中可以看出，电功的大小与电压、电流的大小以及通电时间有关．根据电流的定义式QIt，可以得WUQ对于纯电阻电路，利用欧姆定律UIR，代入WUIt可以得2UWtR，若将UIR代入WUIt可以得2WIRt．（1）WUIt：这是适用于计算一切电流做功的公式，它是由实验得出，但在具体计算中用得不太多．（2）WUQ：在（1）式中，将QIt代入即可得到该式．凡涉及由电量求电功的问题，由它直接求解较为方便．（3）2WIRt：这个公式仅适用于纯电阻电路，反映了在电流相同的情况下，电功与电阻成正比.因此在串联电路中，电流流经电阻大的那个用电器做功多．该公式常用于串联电路电功大小比较和计算．（4）2UWtR：这个公式与上式类似，也只适用于纯电阻电路，反映了在电压相同的情况下电功与电阻成反比．即在电压相同的情况下，电流流经电阻小的那个用电器做功多．这个公式常用于第一讲1电功知识梳理第一讲2/8并联电路或不同电阻接入同一个电路中的比较或计算．对以上公式，尤其是（3）（4）的应用，首先注意电路中隐含的条件，是电流相同还是电压相同，然后再选用适当公式进行计算.此外，关于如何判断某一公式是否适用纯电阻电路，除了记忆以外，还可看其是否由欧姆定律推导而来．由于欧姆定律本身仅适用于纯电阻电路，所以凡由欧姆定律推出的公式也只适用于纯电阻电路．3.电功的单位电功的单位为焦耳，简称焦，用J表示．在实际应用过程中还经常用到千焦（kJ），度即千瓦时（kWh）等单位，其换算关系为：1kJ1000J，1度=61kWh3.610J4.电功的测量在日常生活中我们经常用电能表（又叫电度表）测量电功．消耗电能数等于前后两次计数器读数之差．右图是一个生活中常见的电能表的正面照片．电能表一般精确到小数点后一位，所以表盘上最后一位表示的是小数点后一位．在电能表铭牌上还可以看见“××V××A××r/kW·h”，它们分别表示电流表的额定电压，最大允许通过的电流，以及每消耗一度电转盘转过的圈数．例如某电能表铭牌上标明“220V10A3000r/kW·h”则表示电能表的额定电压为220V，允许电路中通过的电流不超过10A，用电器每消耗1千瓦时的电能时，电能表的表盘转3000转．【例1】下列说法正确的是（）A．电功是表示电流多少的物理量B．电功是表示电流做功快慢的物理量C．大电动机总比小电动机做功多D．电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能【例2】一台电风扇和一个电熨斗，如果使用时电流做功相同，电能转化为内能（）A．一样多B．电风扇较多C．电熨斗较多D．无法比较【例3】下列单位中，属于电能的单位是（）A．V·AB．W/sC．V·A·sD．J·s【例4】某导体在1分钟内通过的电量为30C，电流做功是180J．则导体两端的电压是V，导体的电阻是．电功计算第一讲3/8【例5】有一只节能灯接在220V的家庭电路,通过他的电流为0.09A,计算这只灯使用5h用电多少千瓦时？【例6】将阻值为55的电炉丝接在电压为220V的电路上，电流在1min内做多少功?【例7】小明家有一台农副产品加工用的电动机，工作2h消耗2度电，对此有下列说法，你认为正确的是（）A．电流通过电动机做了67.210J的功B．这些电能全部转化动能C．电流通过电动机做功少于67.210JD．电能转化为动能小于67.210J【例8】如图，两个电阻，R1＝100，R2＝140，把它们并联后，接在24V的电源上，经过1分钟，电流通过R1所做的功W1=，电流通过R2所做的功W2＝，W1:W2=．【例9】电能表在电路中测量的是（）A．电功率B．电功C．电流强度D．电压【例10】电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（）A、“50Hz”是说这个电能表在50赫的交流电路中使用B、“10（20）A”是说这个电能表的标定电流是20安C、“10（20）A”是说这个电能表的额定最大电流是10安D、“600revs/（kw•h）”是表示电能表上的转盘转过1转消耗的电能是600千瓦时第一讲4/8【例11】小明家的电能表月初时的示数为7846.6kWh，月末的示数如图所示，若1度电的电费按0.49元计算，则小明家这个月的电费应该是元．第一讲5/8电功率1．电流在单位时间内所做的功叫做电功率，它是描述电流做功快慢的物理量，其计算公式为WPUIt，对于纯电阻电路有22UPIRR，单位：W和kW，1kW=1000W．2．运用WPt及其变形式计算时，各量既可以统一使用国际单位，也可以统一使用常用单位：物理量国际单位常用单位换算关系电功率PWkW31kW=10W电功WJkWh61kWh=3.610J时间tsh61h=3.610s公式2UPR和2PIR只适用于纯电阻组成的电路或用电器（如电阻器、电灯、电炉等）．3．额定功率和实际功率．用电器正常工作时的电压叫做额定电压，用电器在额定电压下工作时的功率叫做额定功率．用电器铭牌上标示的就是额定电压和额定功率．用电器实际消耗的功率叫做实际功率，实际功率的大小随用电器两端的电压的变化而变化；一般情况下，实际功率并不一定等于额定功率．一个用电器有无数个实际功率．在实际计算电功率时，用电器的阻值认为是不变的，故可利用下式解题22PUPU实实额额当U实=U额时，P实=P额(灯正常发光)当U实U额时，P实P额用电器不能正常工作(灯光暗淡)实际功率与额定功率当U实U额时，P实P额(灯发光强烈,有时会损坏用电器)当U实U额时，P实=0用电器烧坏(灯丝烧断)4．串、并联电路的功率关系．串联电路中，各电阻消耗的功率与电阻成正比，即1122PRPR第一讲2电功率知识梳理第一讲6/8并联电路中，各电阻消耗的功率与电阻成反比，即1221PRPR【例12】下列家用电器中，正常工作一小时耗电最接近1kWh的是（）A．电灯B．电冰箱C．空调D．电视机【例13】为了使电炉消耗的功率减为原来的1/2，下列办法能用的是（）A．将电阻减为原来的一半，电压不变B．将电压、电阻都减为原来的一半C．将电压减为原来的一半，电阻不变D．使电流减为原来的一半，电阻不变【例14】同学们用如图所示电路探究“电功率与电流的关系”．以下观点不正确的是（）A、实验要选取规格不同的灯泡B、实验中将两灯并联控制了灯两端电压相同C、将滑动变阻器串联在干路中可以完成实验D、将题中并联电路改为串联电路也可以完成实验【例15】如图所示，电压U保持不变，当开关断开时，1R消耗的电功率为1P，当开关闭合时1R消耗的电功率1P，则（）A.11PPB.11PPC.11PPD.无法比较【例16】已知R1R2，分别按图所示的四种方法连接，并接入同一电路中，能获得最大电功率的是（）电功率计算第一讲7/8【例17】一灯泡上标有“220V40W”字样，其中220V表示，40W表示．【例18】甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲灯的实际功率一定是25WB．将乙灯接入110V电路中，它的实际功率为50WC．两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多D．两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大【例19】判断电灯亮度的主要依据是（）A．实际电压B．实际功率C．额定功率D．额定电压【例20】甲灯标“6V1W”，乙灯标“3V1W”，如果两灯都正常发光，则（）A．甲灯亮些，因为它的电压高些B．乙灯亮些，因为它的电流大些C．甲灯亮些，因为它的电阻大些D．两灯一样亮，因它们的功率相同【例21】甲、乙两灯泡分别标有“220V40W”和“110V40W”字样，将它们串联起来接入220V电路中，比较两灯的亮度，则（）A．甲灯亮B．乙灯亮C．一样亮D．无法判断【例22】一个“220V60W”的灯泡，如果接在110V的电源上，灯泡的实际功率为（）A．30WB．15WC．20WD．40W【例23】两个电阻12:2:3RR，串联后接在电源上，它们消耗电功率之比12:PP，若将它们并联起来，接到电源上，消耗的电功率之比12:PP，若保持电源电压不变，则串联与并联消耗的总功率之比:PP串并．第一讲8/8【例24】已知R1∶R2＝2∶3，当S2闭合，S1、S3断开时，R1、R2两端的电压分别为U1、U2；R1的功率为P1，电路中电流为I；当S1、S3闭合，S2断开时，R1的功率为P1′，电路中电流为I′．（电源电压不变）求：U1∶U2，P1∶P1′，I∶I′【例25】一盏标有“6V3W”字样的小灯泡，接入电压值为12V的电路中，若使灯泡正常发光，则需__________联一个阻值为_______Ω的电阻．【例26】如图所示，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，定值电阻R0为5Ω．闭合开关后，移动滑片，发现能使电流表（“0～0.6A”或“0～3A”）和电压表（“0～3V”或“0～15V”）的指针同时达到满刻度线．则R0的电功率与电流的关系图象可能是（）A、B、C、D、